1
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang dan Masalah
Produktivitas padi pada tahun 2015 hanya mencapai 5,28 t/ha (Badan Pusat Statistik, 2015). Padahal potensi produksi padi misalnya Varietas Mekongga berdasarkan deskripsi dapat mencapai 8,4 t/ha (Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, 2014). Berdasarkan hal tersebut, tantangan bagi petani di Indonesia saat ini yaitu mengupayakan peningkatan produksi padi.
Peningkatan produksi padi dapat dilakukan dengan cara memenuhi kebutuhan unsur hara tanaman melalui pemupukan. Pemupukan dapat dilakukan dengan mengaplikasikan unsur hara melalui tanah atau dengan menyemprotkan larutan hara melalui daun. Aplikasi melalui tanah memiliki resiko lebih lambat diserap tanaman disebabkan oleh faktor pH tanah serta ion-ion yang terkandung kemungkinan dapat mengikat dan membentuk endapan dengan unsur hara yang ditambahkan (Lopez-Arredondo dkk., 2013). Pemberian pupuk melalui daun dapat menjadi alternatif pemenuhan hara yang ketersediaannya rendah di dalam tanah karena pengaruh yang ditunjukkan oleh tanaman relatif lebih cepat. Hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan penyemprotan unsur hara melalui daun yaitu penambahan konsentrasi yang akan diberikan. Murtic dkk. (2012) menyatakan bahwa konsentrasi yang tinggi dapat menyebabkan terganggunya
2 keseimbangan osmotik dalam sel daun, sehingga justru berdampak negatif pada fungsi sel tumbuhan.
Pemupukan dengan kandungan unsur hara makro pada umumnya telah dilakukan, namun tanaman padi juga membutuhkan unsur hara mikro untuk dapat tumbuh dan berkembang serta menghasilkan produksi yang tinggi. Unsur hara mikro memiliki karakter apabila kurang tersedia akan menyebabkan defisiensi pada tanaman, namun apabila sedikit saja berlebihan akan menjadi racun. Unsur mikro yang berperan penting bagi tanaman salah satunya yaitu boron. Kadar total boron didalam tanah berkisar antara 7-80 ppm (Roesmarkam dan Yuwono, 2002). Boron berperan dalam mengatur pengangkutan gula melalui membran sel tanaman (Dear dan Weir, 2004).
Unsur hara yang juga perlu dipenuhi yaitu silika. Unsur silika dikategorikan sebagai unsur hara penunjang karena sebagian besar tanaman dapat menyelesaikan siklus hidupnya dalam keadaan kekurangan silika, namun pemenuhan kebutuhan silika pada tanaman diakui penting untuk mendukung pertumbuhan yang sehat terutama pada tanaman akumulator (mengakumulasi silika dalam jumlah banyak) seperti padi (Kraska dan Breitenbeck, 2010). Hanafiah (2007) menjelaskan, pada padi sawah dengan produksi 9,8 ton/ha gabah dan 8,3 ton/ha jerami masing-masing mengandung 10,6 % (setara 879 kg) dan 2,1 % (setara 206 kg) silika, jauh lebih banyak dibandingkan serapan N (218 kg) dan K (258 kg). Umumnya silika mampu menunjang pertumbuhan dan produksi tanaman dengan mengurangi cekaman biotik dan abiotik (Epstein, 2009).
3 Penelitian ini dilakukan untuk menjawab masalah yang dirumuskan dalam pertanyaan berikut. 1. Bagaimana bentuk tanggapan tanaman padi dalam pertumbuhan dan produksi terhadap peningkatan konsentrasi boron yang diaplikasikan melalui daun? 2. Bagaimana bentuk tanggapan tanaman padi dalam pertumbuhan dan produksi terhadap peningkatan konsentrasi silika yang diaplikasikan melalui daun? 3. Apakah respon tanaman padi dalam pertumbuhan dan produksi berbeda pada pemberian konsentrasi boron dan silika berbeda yang diaplikasikan melalui daun?
1.2 Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah diatas, maka tujuan dari penelitian ini dilakukan yaitu untuk mengetahui: 1. Pengaruh aplikasi boron melalui daun pada pertumbuhan dan produksi tanaman padi. 2. Pengaruh aplikasi silika melalui daun pada pertumbuhan dan produksi tanaman padi. 3. Respon pertumbuhan dan produksi tanaman padi terhadap aplikasi boron dan silika melalui daun.
4 1.3 Landasan Teori
Aplikasi boron dan silika penting dilakukan karena dapat menunjang pertumbuhan yang baik pada tanaman padi. Boron dalam bentuk asam borat B(OH)3 dan anion borat [B
] membentuk kompleks dengan berbagai gula dan senyawa lain
yang mengandung kelompok cis-hidroksil (Miwa dan Fujiwara, 2010). Lapisan silika padat yang terbentuk menyebabkan penguatan dinding sel sehingga tanaman menjadi kokoh (Heckman, 2013). Silika dalam bentuk silika gel membentuk ikatan yang solid (SiO2. nH2O) pada dinding sel tanaman (Yoshida dkk., 1962). Aplikasi boron dan silika juga dapat meningkatkan produksi yang tinggi pada tanaman padi. Peran boron dalam membentuk kompleks dengan berbagai gula dan senyawa lain yang mengandung kelompok cis-hidroksil menyebabkan distribusi fotosintat berjalan dengan baik (Dear dan Weir, 2004). Penambahan silika mampu menunjang peningkatan produksi tanaman padi dengan kemampuannya menegakkan daun tanaman akibat akumulasi silika padat sehingga proses penangkapan sinar matahari untuk aktivitas fotosintesis menjadi efektif (Heckman, 2013).
Penyerapan hara yang disemprotkan melalui daun dilakukan oleh permukaan tanaman yang memiliki membran hidrofobik (membran pembatas pertukaran air, zat terlarut dan gas antara tanaman dan lingkungan) yaitu kutikula, diduga dapat terjadi pula melalui stomata, namun masih menjadi perdebatan (Fernandez dkk., 2013; Oosterhuis, 2009). Larutan hara masuk melalui kutikula dengan melewati permukaan lilin epikutikular (komponen terluar dan paling hidrofobik pada permukaan daun), pada bagian bawah lilin epikutikular terdapat lapisan kutikula
5 yang terdiri dari kutin atau zat lilin (mengandung pektin, hemiselulosa, dan selulosa) yang membatasi dan mengurangi interaksi hidrofobik (Wojcik, 2004). Perbandingan kandungan pektin, hemiselulosa, dan selulosa pada kutin sama dengan yang ditemukan pada dinding sel, sehingga kutin sendiri sering dianggap sebagai dinding sel (Fernandez dkk., 2013). Lapisan pektin terdiri atas asam galakturonik yang bermuatan negatif, sehingga aliran kation melalui membran kutikula jauh lebih mudah daripada anion, pada bagian bawah lapisan kutikula selain terdapat lapisan pektin juga terdapat lamela tengah, keduanya bersama dengan polisakarida menghubungkan kutikula dengan lapisan epidermis (Mengel, 2002). Larutan hara masuk kedalam sel epidermis melalui ektodesmata (dilapisi dengan muatan negatif yang kemungkinan berasal dari asam poligalakturonik) (Fernandez dkk., 2013). Larutan hara kemudian melewati membran plasma (bersifat selektif permeabel berfungsi memastikan ion penting yang masuk) untuk sampai kedalam sel (Shukla dkk., 2013). Larutan hara yang masuk ke dalam sel kemudian berinteraksi dengan sitoplasma sel yang dilewati dengan bantuan saluran protein (Wojcik, 2004; Shukla dkk., 2013). Larutan hara bergerak dari sel epidermis menuju floem melalui mesofil daun (Brown dan Shelp, 1997).
1.4 Kerangka Pemikiran
Unsur hara boron dan silika apabila tersedia dalam jumlah cukup dapat memacu pertumbuhan yang baik pada tanaman padi. Tersedianya unsur hara boron menyebabkan translokasi fotosintat berjalan dengan baik. Silika membantu peran boron dalam menunjang pertumbuhan dengan membentuk silika gel. Akumulasi
6 silika gel pada dinding sel mampu memperkokoh tanaman, sehingga tanaman menjadi tahan rebah. Peran boron pada tanaman padi diharapkan akan optimal dengan penambahan silika sehingga tingkat kehijauan daun meningkat dan menyebabkan komponen pertumbuhan seperti tinggi tanaman, jumlah anakan produktif, serta bobot kering brangkasan padi meningkat, sedangkan sudut anakan yang terbentuk menjadi lebih kecil.
Peran boron dan silika terhadap produksi tanaman padi akan maksimal apabila disediakan dalam jumlah yang cukup. Translokasi fotosintat juga dapat berjalan optimal dengan terpenuhinya boron pada tanaman karena perannya dalam membentuk ikatan kompleks dengan berbagai gula dan senyawa lain, sehingga pengisian bulir berjalan dengan baik. Peran silika dalam menunjang fase generatif tanaman padi yaitu pada kemampuannya menegakkan daun tanaman untuk mengoptimalkan fotosintesis sehingga energi yang dihasilkan tanaman menjadi optimal. Peran boron dan silika pada tanaman diharapkan mampu meningkatkan jumlah gabah bernas tanaman padi, sehingga jumlah gabah total, bobot gabah bernas, bobot 1.000 butir, dan potensi hasil gabah meningkat, sedangkan jumlah dan bobot gabah hampa menjadi berkurang.
Larutan hara yang disemprotkan melalui daun diserap oleh kutikula dengan melewati bagian terluar yaitu lilin kutikular. Larutan hara kemudian masuk kedalam sel dengan melewati ektodesmata. Bagian tanaman yang terkena semprotan dapat langsung menggunakan unsur hara tersebut untuk pertumbuhannya.
7 1.5 Hipotesis
Hipotesis yang diperoleh berdasarkan kerangka pemikiran yang telah diuraikan yakni: 1. Aplikasi boron melalui daun dapat meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman padi. 2. Aplikasi silika melalui daun dapat meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman padi. 3. Tanggapan tanaman pada pertumbuhan dan produksi tanaman padi berbeda terhadap pemberian konsentrasi boron dan silika yang berbeda.
